模型认知是化学核心素养之一,其中,数学模型作为模型的一个分支,同样在化学学科发展、化学教学和化学考核与评价等方面占据着举足轻重的地位。目前,关于模型认知能力的教育测评和实证研究已有不少,但由于化学所包含的模型多样,这些研究难以体现特定模型所涉及认知主题的独特性。鉴于针对具体模型的认知能力的研究较少,结合数学模型对化学教育的重要意义,有必要展开对数学模型认知能力的研究。本研究致力于开发一套可靠的、适合高一学段的数学模型认知能力的测评工具。首先,从“模型”“数学模型”和“模型认知”三个角度进行文献综述;通过文献梳理,对“数学模型”“数学模型认知”和“数学模型认知能力”等核心概念进行界定;依据教学目标分类学对认知领域的水平划分,将数学模型认知能力划分为“认识-理解-运用-构建”4个水平,构建数学模型认知能力理论框架;接着,依据理论框架,结合高一学段要求,编制数学模型认知能力的测查卷;为保证测查工具的信效度,依据项目反应理论中Rasch模型测验原理,对测量工具进行修订与优化;最后,运用统计软件对测量数据进行定量分析,总结高一阶段学生的数学模型认知能力的发展现状。本研究中高一学生数学模型认知能力发展特征如下:(1)从总体来看,高一学生数学模型认知能力处于水平三,属于中上层次。(2)从学校差异来看,不同类型学校的高一学生数学模型认知能力差异性极显著,层次好的学校的学生能力水平明显优于层次低的学校,学生数学模型认知能力有随着学校层次水平的上升而提高的趋势。(3)从水平层次来看,四星级高中的高一学生平均水平达到了水平3,特别是重点四星级学校的高一学生在高水平(水平4)遥遥领先;三星级高中的高一学生平均水平仅为水平1,此外部分学生甚至低于水平1。